DE102011076856A1 - Device for checking operating strength of rear axle of during driving motor car, has replacement module provided with plate, and connectors for connecting plate with attachment points of axle component, where points fasten gear box with car - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen einer Achsbaugruppe eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for testing an axle assembly of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Derartige bekannte Vorrichtungen beaufschlagen eine an einem Prüfstand fixierte Achsbaugruppe mit Kräften und Momenten, um die Betriebsfestigkeit der Achsbaugruppe zu prüfen. Die aufgebrachten Kräfte und Momente resultieren aus Messungen oder Simulationen des realen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs. Somit kann die Betriebsfestigkeit der Achsbaugruppe im Labor, zumindest unter teilweiser Umgehung von Fahrversuchen, in einem so genannten Betriebslasten-Nachversuch geprüft werden. Hierzu wird die Achsbaugruppe (analog der Befestigung im Kraftfahrzeug) am Prüfstand fixiert. An den Radaufnahmen werden Radaufstandskräfte eingeleitet. Außerdem wird beispielsweise bei einer Hinterachsbaugruppe über eine Antriebswelle und über ein Hinterachsgetriebe ein Abstützmoment aus den Antriebskräften auf die Hinterachsbaugruppe aufgebracht.Such known devices act on a fixed to a test bench axle assembly with forces and moments to check the durability of the axle assembly. The applied forces and moments result from measurements or simulations of the real driving operation of the motor vehicle. Thus, the durability of the axle assembly in the laboratory, at least partially bypassing driving tests, be tested in a so-called post-load operation. For this purpose, the axle assembly (analogous to the attachment in the motor vehicle) is fixed to the test stand. Radaufstandskräfte are initiated at the wheel. In addition, for example, in a Hinterachsbaugruppe via a drive shaft and a Hinterachsgetriebe a support torque from the drive forces applied to the Hinterachsbaugruppe.
Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, dass das Achsgetriebe die Genauigkeit der Prüfung beeinflusst. Insbesondere tritt bei Drehrichtungsumkehr infolge des Umkehrspiels im Achsgetriebe eine Sprungfunktion (Hysterese) auf, die nur unzureichend durch die Regelungselektronik der Prüfstandssteuerung kompensiert werden kann.A disadvantage of the known device is that the axle drive affects the accuracy of the test. In particular occurs when reversing the direction due to the backlash in the transaxle a jump function (hysteresis), which can only be compensated insufficiently by the control electronics of the test bench control.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Vorrichtung weiterzuentwickeln.The object of the invention is to further develop the known device.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Kerngedanke der Erfindung ist es hierbei, anstelle eines Achsgetriebes, über das eine Krafteinleitung mittels einer Antriebswelle erfolgt, ein „Ersatzmodul” einzusetzen. Das Ersatzmodul weist eine kippbar gelagerte Platte auf, die von einer motorischen Einheit verkippbar ist, wobei die Befestigungsstellen an der Achsbaugruppe, die das Achsgetriebe aufnehmen, mittels Verbindungselementen so mit der kippbar gelagerten Platte verbunden sind, dass bei einer Einleitung von Kippmomenten über die Platte das Lastkollektiv aus dem simulierten Fahrbetrieb ebenso nachgefahren wird, wie dies bei einer Vorrichtung durch Einleitung der Kräfte und Momente über das Achsgetriebe der Fall ist.This object is achieved by a device having the features of claim 1. The core idea of the invention here is to use a "replacement module" instead of an axle transmission via which a force is introduced by means of a drive shaft. The replacement module has a tiltable plate which can be tilted by a motor unit, wherein the attachment points on the axle assembly, which receive the axle, are connected by means of connecting elements with the tilting plate so that when an initiation of tilting moments on the plate the Lastkollektiv from the simulated driving is traced as well, as is the case with a device by introducing the forces and moments on the axle drive.
Durch die Erfindung wird die Achsbaugruppe ohne Zwischenschaltung eines Achsgetriebes und ohne Verwendung einer Antriebswelle reproduzierbar belastet. Durch die Normierung des Prüfaufbaus im Sinn eines einheitlichen Ersatzmoduls werden die Fehlermöglichkeiten reduziert. Außerdem ergibt sich eine Kosten- und Zeitersparnis.By the invention, the axle assembly is loaded reproducibly without the interposition of a transaxle and without the use of a drive shaft. By standardizing the test setup in the sense of a uniform replacement module, the possibilities of error are reduced. In addition, there is a cost and time savings.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäß nicht von einer Antriebswelle angetriebene Achsgetriebe als solches dennoch an der zu prüfenden Achsbaugruppe angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, warm des Gehäuse des Achsgetriebes der Aussteifung der Achsbaugruppe dient und somit das Weglassen des Achsgetriebes die Prüfung verfälschen würde.Of course, the invention not driven by a drive shaft axle drive as such can still be arranged on the axle assembly to be tested. This is particularly advantageous, warm the housing of the transaxle of the stiffener of the axle assembly is used and thus omitting the transaxle would distort the test.
Weiterhin ist es möglich, Achsbaugruppen mit wenigstens einem Elektromotor zu prüfen. Der Elektromotor kann hierbei als eigenständiges Aggregat oder in Baueinheit mit einem Getriebe ausgeführt sein. Durch die erfindungsgemäße Krafteinleitung unter Umgehung des Achsgetriebes (und damit unter Umgehung des Elektromotors) treten keine prüftechnischen Einschränkungen auf, die sich bei der konventionellen Prüfmethode durch einen im Kraftfluss befindlichen, aufgrund der nicht rotierenden Radaufnahmen jedoch stillstehenden Elektromotors ergeben würden.Furthermore, it is possible to test axle assemblies with at least one electric motor. The electric motor can be designed here as an independent unit or in unit with a transmission. Due to the introduction of force according to the invention, bypassing the axle drive (and thus bypassing the electric motor), there are no test-technical restrictions which would result in the conventional test method by a power flow, but due to the non-rotating wheel shots stationary electric motor.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Ersatzmodul eine motorische Einheit auf, die geradlinige Bewegungen erzeugt, wobei diese Linearbewegungen durch Koppelelemente, die vorwiegend Zugkräfte übertragen können, Kippbewegungen an der entsprechend kippbar gelagerten Platte erzeugen.In a preferred embodiment of the invention, the replacement module has a motor unit which generates rectilinear movements, wherein these linear movements by means of coupling elements, which can transmit predominantly tensile forces, generate tilting movements on the corresponding tiltably mounted plate.
Die Koppelelemente sind beispielsweise als Blattfedern ausgeführt. Somit kann durch die Einleitung alternierender geradliniger Bewegungen mit unterschiedlichen Amplituden ein breites Spektrum von Kippmomenten auf die Achsbaugruppe aufgebracht werden, in reproduzierbarer Weise, ohne Verfälschung durch ein Achsgetriebe, das bei Drehrichtungsumkehr eine Sprungfunktion erzeugt, die nur sehr aufwändig und unzulänglich durch eine Regelungselektronik ausgeglichen werden kann. Die Koppelelemente hingegen übertragen die Momente spielfrei, so dass die Voraussetzung für ein exaktes Nachfahren der zu simulierenden Betriebslasten geschaffen ist.The coupling elements are designed for example as leaf springs. Thus, by introducing alternating rectilinear motions with different amplitudes, a broad spectrum of overturning torques can be applied to the axle assembly in a reproducible manner, without falsification by an axle transmission which generates a step function when reversing the direction of rotation, which is compensated only with great difficulty and inadequately by control electronics can. The coupling elements, however, transmit the moments without play, so that the condition for an exact descendants of the operating loads to be simulated is created.
Bevorzugt ist die motorische Einheit als Hydraulikzylinder ausgebildet. Derartige Hydraulikzylinder bieten vielfältige Möglichkeiten der Ansteuerung.Preferably, the motor unit is designed as a hydraulic cylinder. Such hydraulic cylinders offer a variety of options for control.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die kippbar gelagerte Platte etwa horizontal ausgerichtet, entsprechend der etwa horizontalen Ausrichtung der zu prüfenden Achsbaugruppe des Kraftfahrzeugs.In a preferred embodiment of the invention, the tiltably mounted plate is oriented approximately horizontally, corresponding to the approximately horizontal orientation of the axle assembly of the motor vehicle to be tested.
Die Verbindungselemente zwischen der kippbaren Platte und den Befestigungsstellen an der Achsbaugruppe sind bevorzugt als biegeweiche Zug-/Druckstäbe ausgebildet, um Verspannungen zu vermeiden. in vorteilhafter Weise kann in wenigstens eines der Verbindungselemente ein Kraftmessglied integriert sein, um die tatsächlich auf die Achsbaugruppe aufgebrachten Kräfte erfassen zu können.The connecting elements between the tiltable plate and the fastening points on the axle assembly are preferably designed as flexurally soft pull / push rods in order to avoid tension. advantageously, in at least one of the connecting elements may be integrated with a force measuring element in order to be able to detect the forces actually applied to the axle assembly.
Unter Achsbaugruppe wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Baugruppe von wenigstens zwei Achsbauteilen verstanden, insbesondere eine komplette Vorder- oder Hinterachse.Under axle assembly is understood in the context of the present invention, an assembly of at least two axle components, in particular a complete front or rear axle.
Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:Possible embodiments of the invention are illustrated in the drawing and are explained in more detail below. It shows:
Die
Die Vorrichtung
Der Hydraulikzylinder
In
Die jeweils etwa horizontal verlaufenden Halteelemente
Bei Linearbewegungen der Kolbenstange
Durch die Ausbildung der Koppelelemente
Die in
Die Vorrichtung
Neben der oben beschriebenen Momenteneinleitung über das Ersatzmodul erfolgt im Rahmen des Betriebslasten-Nachfahrversuchs auch eine Krafteinleitung an den Radnaben der nicht dargestellten Achsbaugruppe, bevorzugt in allen drei Raumrichtungen (x, y, z). Hierdurch werden Brems- und Beschleunigungskräfte (x), Querkräfte aus Kurvenfahrt (y) sowie Vertikalkräfte aus Fahrbahnunebenheiten (z) nachgebildet. Das aufgebrachte Lastkollektiv ist beispielsweise aus gemessenen Belastungen beim Befahren einer „Schlechtwegstrecke” oder einer „Rennstrecke” abgeleitet.In addition to the torque introduction via the replacement module described above, as part of the operating load Nachfahrversuchs also an introduction of force to the wheel hub of the axle assembly, not shown, preferably in all three spatial directions (x, y, z). As a result, braking and acceleration forces (x), lateral forces from cornering (y) and vertical forces from road bumps (z) are simulated. The applied load collective is derived, for example, from measured loads when driving on a "poor road" or a "race track".
Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt beschreiben: Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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